1.3 动量守恒定律 课件+教学设计+学历案 -2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

数据处理 宽度 0.02 时间 T1 T2 T3 碰前 碰后 差值 误差 M1（铁） M2（玻璃） ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 0.0648 0.0216 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 数据处理1 m1（铁） 时间 t1 t2 t3 碰前 碰后 差值 误差 0.0648kg 1组 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 2组 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! m2（玻璃） 3组 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 0.0216kg 4组 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 5组 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 6组 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 7组 ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! ERROR:#DIV/0! 数据2 宽度 0.02m 时间 遮光时间t1 遮光时间t2 遮光时间t3 碰前 碰后 差值 误差 M1（铁） M2（玻璃） 1组 8.75 5.77 18.4 7.4057142857 7.265239997 0.1404742887 2% 0.0648kg 0.0216kg 2组 12.7 8.29 26.6 5.1023622047 5.0416390796 0.0607231251 1% 3组 9.41 6.36 21.6 6.8862911796 6.3962264151 0.4900647645 7% 4组 7.76 5.39 15.5 8.3505154639 8.1880663116 0.1624491523 2% 5组 9.98 6.52 20.8 6.4929859719 6.428268051 0.064717921 1% 6组 9.67 6.63 20.9 6.7011375388 6.3583970209 0.3427405178 5% 7组 9.68 6.25 22.79 6.694214876 6.2993523475 0.3948625285 6% 8组 13.39 8.83 27.8 4.8394324122 4.7771413673 0.0622910449 1% 9组 21.43 15.28 43.6 3.0237984134 2.8998510976 0.1239473159 4% 10组 9.01 6.2 19.46 7.192008879 6.8137784703 0.3782304087 5% 11组 8.52 5.5 18.3 7.6056338028 7.4682563338 0.137377469 2% 12组 7.74 5.36 17.3 8.3720930233 7.7755154862 0.5965775371 7% 13组 8.54 5.61 18.3 7.5878220141 7.3912509862 0.1965710278 3% 14组 7.8 4.9 15 8.3076923077 8.7281632653 -0.4204709576 -5% 15组 8 5.56 15.89 8.1 7.9629285873 0.1370714127 2% 16组 9.79 6.56 22.15 6.6189989785 6.2181908275 0.400808151 6% 17组 16 14.2 27.9 4.05 3.8437074057 0.2062925943 5% 总结 金属球碰玻璃球 碰撞前 碰撞后 金属球 玻璃球 金属球 玻璃球 质量（kg） 0.0648 0.0216 0.0648 0.0216 直径（m） 0.02 0.02 0.02 0.02 遮光时间（s） 0.0127 0.0829 0.0626 速度（m/s） 0 动量（kg·m/s） 0 动量（kg·m/s） 碰撞前后总动量 误差 $ 1.3 动量守恒定律 教学设计 （第 1 课时） 一、教学内容分析 《动量守恒定律》是《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》选择性必修 1 课程中“动量与动量守恒定律”主题下的内容。课程标准要求为：通过理论推导和实验，理解动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。查阅资料，了解中子的发现过程，讨论动量守恒定律在其中的作用。 《普通高中物理课程标准(2017 年版)解读》对课程标准的分析为：动量守恒定律对于发展学生的运动与相互作用观念和科学思维至关重要。本条目强调理论推导和实验的统一，要求学生不但能用所学的牛顿运动定律和动量定理推导得出动量守恒定律，还要通过实验进行探究或验证，对物体相互作用过程中系统的动量守恒加深理解。在此过程中，学生通过学习物理学研究问题的基本思路和方法，发展科学推理能力和科学论证能力，促进对物理知识的进一步关联整合，同时深化对“系统”的认识。让学生在不同情境中应用动量守恒定律解释现象，分析和解决问题。动量守恒定律虽然可以通过牛顿运动定律和运动学公式推导得出，但是物理学的研究表明，动量守恒定律比牛顿运动定律的适用性更广，对研究宏观物体和微观粒子都适用。 二、学情分析 学生已从实验中知道碰撞前后物体动量之和不变，具备一定的逻辑思维能力，能在熟悉的问题情境中应用常见的物理模型，但在新情境中仍有困难；学生已掌握科学探究的一般方法，但基于证据证明物理结论的能力有待提高。学生善于观察生活，对生活中的物理兴趣浓厚，有利于学生进行科学探究。 三、学习目标 1.物理观念 （1）相互作用观，理解动量守恒定律是物体与物体在相互作用过程中遵循的规律； （2）守恒观，即在“变化”中寻找“不变”，内力实现系统内物体间的动量相互转移，但总量保持不变。 2.科学思维 （1）以动量定理为基础，理论推导系统总动量的变化原因； （2）“抓主要因素，忽略次要因素”来解读守恒条件； 3.科学探究 （1）在理论探究中，养成小组团队合作的意识，熟悉问题、证据、解释、交流的科学探究方法；通过实验铁球碰静止的玻璃球，验证动量守恒定律。 （2）在理论探究中体验合作的意义和乐趣，养成共享成果的习惯； （3）在应用中，体会到动量守恒定律在解决问题时的优越性，培养学生探求新知的欲望和兴趣；通过解释台球碰撞过程等现象，养成同学们的团队合作意识，联系生活，学以致用。 （4）感悟利用已有理论构建新的理论的思想方法，逐步形成物理思维和科学态度。 4.科学态度与责任 （1）懂得物理定律是建立在实验研究基础上的，养成尊重事实的科学态度； （2）在理论探究中体验合作的意义和乐趣，养成共享成果的习惯； 四、学习重难点 学习重点：动量守恒定律的内容和适用条件 学习难点：在具体情境中分析是否满足动量守恒的条件；应用动量守恒定律分析解决问题。 五、 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境 课题引入 当地时间5月5日，在2025斯诺克世锦赛决赛中，中国球员赵心童夺得世锦赛冠军！他也是历史上首位以业余选手身份赢得世锦赛冠军的球员。 观看新闻，感受中国在台球上的民族自信 创设生活情境，让学生对碰撞现象进行深入思考。 创设情境 提出问题 今天我们从台球运动中来探究碰撞背后的物理规律。 活动1:生活中台球碰撞分析 邀请1位同学上台再现台球碰撞过程。其他同学思考以下问题 问题1：碰撞过程中两球的受力情况是怎样？提出系统，内力，外力概念 问题2：A球与B球动量分别发生了怎样的变化？引导同学们对物体动量变化分析。 猜想：A球动量减小量与B球动量增加量可能存在什么关系？ 学生体会生活中的物理现象，观察台球碰撞过程，从动量的观点分析，对发现的问题积极思考。主要是物体太多、朝各个方向运动、受外部因素的影响，怎样把复杂的问题简单化处理呢？学生思考问题，逐渐构建模型 通过设问，激发学生的求知欲望，回顾动量和动量定理的相关知识，形成用动量的知识分析运动与相互作用的物理观念。体现从生活走向物理的科学理念。 实验探究，科学论证 物理是一门注重实验学科，要证明我们的猜想是否正确，我们还需要做实验来探究。 我们用两小球碰撞实验来模拟实际中台球碰撞过程，研究动碰静情况下动量是否满足守恒定律。 1. 介绍实验器材用法 2. 讲解实验原理 问题1：怎样保证玻璃球是静止状态？引导学生注意实验怎样减小偶然误差。 问题2：数字计时器会记录几次挡光时间？引导学生思考实验原理。 3. 强调小组分工合作 4. 数据处理及分析 要求：实验操作4min，数据处理4min 学生看慢动作回放，观察实验过程，回答问题，思考实验原理，构建实验模型。明确实验操作。 通过实验验证动量守恒定律，实验和推理结合，帮助学生建立动量守恒的观念。 实验操作、动手实践 活动2：实验过程 1.观察学生的实验操作是否正确，提醒学生注意用电安全，碰撞安全。 2.让每小组记录员，上台输入小组实验数据。 学生操作分组实验，记录实验数据，计算碰撞前后动量大小，分析实验数据，判断是否守恒 学生运用动量守恒解决问题，学生展示，提升学生表达能力。 数据处理 总结归纳 利用每组实验数据，利用人工智能豆包同学处理实验数据。 选1组数据与学生算出数据对比，发现学生计算处理中的问题。 根据数据误差，先让学生自主总结可能的误差。再提出实验中发现的问题。 观察数据处理，及误差分析 培养学生利用工具处理问题的能力， 构建模型 理论推导 台球碰撞过程动量是否守恒，我们将台球碰撞过程简化为物理模型来理论探究。 活动3：理论探究台球碰撞前后动量变化 构建以上物理情景，既若质量为m1的白色台球A与质量为m2黑色台球B同向运动，在同一直线上发生碰撞。二者在碰前速度分别是v1和v2，碰撞瞬间B对A的作用力为F1， A对B的作用力为F2，碰撞过程相互作用时间为Δt，二者碰后的速度v1 ′ 和v2 ′ ，规定向右为正方向，整个过程忽略地面摩擦力。 从情景中学习系统，内力，外力概念 如果我们用动量定理分别研究两个相互作用的物体，会有新的收获吗？ 引导用动量定理分析，表达，思考 学生小组合作分步完成推导过程，学生展示成果。通过建构模型、理论推理，大家小组合作得出结论。两物体碰撞前的动量之和等于碰撞后的动量之和由于两个物体碰撞过程中的每个时刻都有 F1=F2，因此两个物体的动量在整个过程中一直保持不变。我们说这个过程中动量是守恒的。 学生经历构建物理模型，分析碰撞的过程中相互作用引起的物体动量变化。加深动量观的培养。学生利用动量定理和牛顿第三定律推导动量守恒定律。学习系统、内力、外力的概念。 总结定律 深化规律 根据学生的展现总结动量守恒定律内容，表达式。 深化对动量守恒定律的理解。 总结提升，得出动量守恒定律的内容，形成动量守恒的观点 反思评估，明确条件 思考：如果考虑地面有摩擦力呢？ 引导学生思考，合外力不为0情况下动量是否守恒。 思考：摩檫力相对与相互之间作用力很小情况下，摩檫力冲量是否可以忽略？ 提出：近似守恒条件。 学生思考有摩擦力存在情况下动量守恒定律是否还满足 明确动量守恒定律的条件 运用规律，解决问题 完成学历案（教材课后自我评价第一题）请1位同学分享他的答案并解释 分析问题，利用动量守恒定律解决问题，像科学家一样思考问题。 培养学生运用所学动量守恒的知识，解决问题。体现物理学科，重视证据，学生体会物理是严谨的科学。 课堂小结 本节课从生活中的台球碰撞现象出发，我们从理论和实验分别来探究碰撞过程中的物理规律，总结得到动量守恒定律。希望同学们将来不管是体育上还是科技上，都能够实现强国梦。 和学生一起对本节课所学知识进行总结。 学生谈谈还有哪些收获。 开阔学生思维，培养学生语言表达能力。 作业布置 课后练习：教材 16 页 2、3、4、5、 根据作业内容继续思考。 体现物理学科，重视证据，学生体会物理是严谨的科学。 六、板书设计 1.3 动量守恒定律 一、系统，内力，外力 二、动量守恒定律 1、内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为 0，这个系统的总动量保持不变。这就是动量守恒定律。 2、表达式 （1）m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ （2） p1＝p2 3、适用条件 理想条件 近似条件 七、教学反思 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.3 动量守恒定律学历案 一、学习目标 1. 理解动量守恒定律是物体与物体在相互作用过程中遵循的规律；了解动量守恒定律的2种表达式及守恒条件。（物理观念，科学思维） 2.在理论探究中，通过两小球的碰撞模拟台球碰撞，利用光电门收集数据验证动量守恒定律。培养小组团队合作的意识，熟悉问题、证据、解释、交流的科学探究方法。（科学探究） 3.通过分析太空中小球碰撞问题，培养将物理知识，物理规律应用于解决实际问题的社会责任和科学态度。（科学态度和责任） 二、学习过程 活动一： 生活中台球碰撞分析 问题1：碰撞过程中两球的受力情况是怎样？（在下图中画出受力分析） 问题2：A球与B球动量分别发生了怎样的变化？ B A 碰撞瞬间 活动二：实验探究A、B小球碰撞过程中动量满足什么关系 金属球碰玻璃球 　 碰撞前 碰撞后 　 金属球 玻璃球 玻璃球 金属球 质量（kg） 0.0648 0.0216 0.0216 0.0648 直径（m） 0.02 0.02 0.02 0.02 遮光时间（ms） t1= t2= t3= 速度（m/s） 　 　 　 动量（kg·m/s） 　 　 　 动量（kg·m/s） 碰前总动量：　 碰后总动量：　 误差 　 通过实验数据，在误差允许范围内(5％)碰撞前后系统动量是否守恒？ 活动三：理论探究小球碰撞前后动量变化 若质量为m1的白色台球A与质量为m2黑色台球B同向运动，在一条直线上发生碰撞。二者在碰前速度分别是v1和v2，碰撞瞬间B对A的作用力大小为F1， A对B的作用力大小为F2，碰撞过程相互作用时间为Δt，二者碰后的速度v1 ′和v2 ′，规定向右为正方向，整个过程忽略地面摩擦力。 问题1:由牛顿第三定律可知F1与F2大小满足什么关系： 问题2: 对A应用动量定理有： 问题3: 对B应用动量定理有： 综合以上对AB组成的系统分析，能得到怎么样的表达式和结论： 思考：如果地面有摩擦力还是这样的表达式或结论吗？ 规律总结 动量守恒定律 1. 内容： 2. 表达式： 3. 守恒条件： 活动四：运用规律，解决问题 1．图 1-3-6 的相互作用过程中，可以认为系统动量守恒的是 ( ) A． 轮滑女孩从后面 B．子弹击穿饮料瓶 C．宇航员在舱外将一 D．汽车发生轻微碰撞 推轮滑男孩 的短暂过程 件小设备抛离自己 图 1-3-6 三、课堂总结 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 动量守恒定律 选择性必修一 第一章第三节 品 如 金 石 质 若 兰 芷 当地时间5月5日，在2025斯诺克世锦赛决赛中，从资格赛突围的中国球员赵心童以18-12战胜马克·威廉姆斯，夺得世锦赛冠军！赵心童就此成为中国首位、也是亚洲首位世锦赛冠军。他也是历史上首位以业余选手身份赢得世锦赛冠军的球员。 (来源:人民日报客户端) 再现情景，观察思考 问题2：A球与B球动量分别发生了怎样的变化？ 问题1：碰撞过程中两球的受力情况是怎样？ 猜想：A球动量减少量与B球动量增加量可能存在什么关系？ B A GA GB NA F1 F2 f1 f2 NB 实验探究，科学论证 实验研究“动碰静” 情景前后系统的总动量 数字计时器：输出遮光时间 实验做完时，按下停止键，将依次记录遮光时间 光电门：将光信号转化为电信号 小铁球质量m1：64.8g 直径：2cm 玻璃球质量m2：21.6g 直径：2cm 1.实验器材 2.实验原理 小铁球喷前通过光电门t1 玻璃球碰后通过光电门t2 小铁球碰后通过光电门t3 实验探究，科学论证 实验研究“动碰静” 情景前后系统的总动量 问题2：数字计时器会记录几次挡光时间？ 问题1：实验前应怎样放置导轨？ 实验探究，科学论证 实验研究“动碰静” 情景前后系统的总动量 3.小组分工 4.数据处理及分析 实验操作 5分钟 数据处理 4分钟 我是一名学习物理的学生，我做了以下动量守恒定律的实验研究，现在我用直径均2cm的小铁球去撞击直径为2cm静止的玻璃球，用数字计时器来测量碰撞前和碰撞后的挡光时间。 碰前小铁球经过光电门的时间t1； 碰后玻璃球经过光电门的时间t2； 碰后小铁球经过光电门的时间t3； 运用动量守恒定律逐组计算结果（列成表格），只需展示碰撞前后系统总动量大小，误差大小（误差百分比展示）。 人工智能，数据分析 简化模型，演绎推理 理论探究：若质量为m1的白色台球A与质量为m2黑色台球B同向运动，在同一直线上发生碰撞。二者在碰前速度分别是v1和v2，碰撞瞬间B对A的作用力为F1， A对B的作用力为F2，碰撞过程相互作用时间为，二者碰后的速度v1 ′ 和v2 ′ ，规定向右为正方向，整个过程忽略地面摩擦力。 问题1: 由牛顿第三定律可知F1与F2 大小满足： 问题2: 对A应用动量定理有： 问题3: 对B应用动量定理有： 综合以上对AB小球分析，能得到怎么样的表达式和结论： v1 v2 v1′ v2′ m1 m1 m2 m2 碰 前 碰 后 A A A B B B 科学表征，建立规律 一、动量守恒定律 １. 内容：如果一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。 2. 表达式： 对于两个物体组成的系统，可表达为： m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ 3. 守恒条件： ①系统不受外力或所受外力之和为零 反思评估，明确条件 思考：如果地面有摩擦呢？ v1 v2 v1′ v2′ m1 m1 m2 m2 碰 前 碰 后 f1 f2 ②系统受外力，但系统所受内力远大于外力，系统动量近似守恒 运用规律，解决问题 深化规律，探索宇宙 课堂小结 P1=P2 实际问题 台球碰撞 实验探究 动碰静 理论分析 牛顿第三定律 动量定理 动量守恒定律 定义 公式 条件 应用问题 生活 宇宙 $